自從英特爾于1971年開發(fā)的第一款商用微處理器（4位4004）到目前的I9系列（64位）微處理器，已經(jīng)更新了很多代。微處理器技術(shù)的進步使個人計算比以往更快，更可靠。如果說微處理器是計算機系統(tǒng)的心臟，那么微控制器就是大腦。微處理器和微控制器通常具有相同的功能，因為它們具有共同的特征，并且它們是專為實時應(yīng)用而設(shè)計的，因此經(jīng)常相互使用。但是，他們又有相當(dāng)大的差異。

事實上，這兩個名稱之間的主要區(qū)別在于它們的外圍設(shè)備。與微控制器不同，微處理器沒有內(nèi)置存儲器，ROM，串行端口，計時器和其他構(gòu)成系統(tǒng)的外圍設(shè)備。需要外部總線來連接外圍設(shè)備。另一方面，微控制器將所有外圍設(shè)備（如處理器，RAM，ROM和IO）都集成在單個芯片中。它具有內(nèi)部控制總線，設(shè)計人員無法使用。由于所有組件都封裝在一個芯片中，因此結(jié)構(gòu)緊湊，非常適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。微處理器是計算機系統(tǒng)的心臟，而微控制器是大腦。

什么是微處理器？

微處理器是僅具有中央處理單元的基于硅的集成芯片。這是計算機系統(tǒng)的核心，旨在執(zhí)行涉及數(shù)據(jù)的任務(wù)負載。微處理器芯片上沒有RAM、ROM、IO引腳，計時器和其他外圍設(shè)備。它們將在外部添加以使它們起作用。它由處理所有算術(shù)和邏輯運算的ALU組成；控制單元，用于管理和處理整個系統(tǒng)中的指令流；和寄存器陣列，用于存儲存儲器中的數(shù)據(jù)以便快速訪問。它們設(shè)計用于通用應(yīng)用程序，例如計算機系統(tǒng)中的邏輯操作。簡而言之，它是單個集成電路上的全功能CPU，計算機系統(tǒng)使用它來完成其工作。

什么是單片機？

微控制器就像是一臺微型計算機輸，具有CPU以及RAM、ROM、串行端口、計時器和IO外設(shè)，它們都嵌入在單個芯片中。它旨在執(zhí)行需要一定程度控制的特定應(yīng)用任務(wù)，例如電視遙控器、LED顯示面板、智能手表、車輛、交通信號燈控制、溫度控制等。它是帶有微處理器，存儲器和入/輸出端口都在單個芯片上。這是計算機系統(tǒng)的大腦，其中包含足夠的電路來執(zhí)行特定功能而無需外部存儲器。由于它缺少外部組件，因此功耗較小，因此非常適合電池供電的設(shè)備。簡單來說，微控制器是具有較少外部硬件的完整計算機系統(tǒng)。

（1）微處理器和微控制器涉及的技術(shù)

微處理器是可編程的多用途硅芯片，是計算機系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組件。就像計算機系統(tǒng)的心臟一樣，它由ALU（算術(shù)邏輯單元）、控制單元、指令解碼器和寄存器陣列組成。另一方面，微控制器是嵌入式系統(tǒng)的核心，而嵌入式系統(tǒng)是微處理器技術(shù)的副產(chǎn)品。

（2）微處理器和微控制器的架構(gòu)

微處理器只是一個集成電路，沒有RAM，ROM或輸入/輸出引腳。它基本上是指計算機系統(tǒng)的中央處理單元，該中央處理單元獲取，解釋和執(zhí)行傳遞給計算機系統(tǒng)的命令。它將CPU的功能集成到單個集成電路中。另一方面，微控制器是功能更強大的設(shè)備，其中包含微處理器電路，并且將RAM、IO和處理器全部集成在單個芯片中。

（3）微處理器和微控制器的工作

微處理器需要外部總線來連接外設(shè)，例如RAM，ROM，模擬和數(shù)字IO以及串行端口。ALU執(zhí)行來自存儲器或輸入設(shè)備的所有算術(shù)和邏輯運算，并將結(jié)果執(zhí)行到輸出設(shè)備上。微控制器是一種小型設(shè)備，所有外圍設(shè)備都嵌入一個芯片中，旨在執(zhí)行特定任務(wù)，例如執(zhí)行用于控制其他設(shè)備的程序。

（4）微處理器和微控制器中的數(shù)據(jù)存儲器

數(shù)據(jù)存儲器是PIC的一部分，其中包含特殊功能寄存器和通用寄存器。它臨時存儲數(shù)據(jù)并保持中間結(jié)果。微處理器執(zhí)行存儲在存儲器中的幾條指令，并將結(jié)果發(fā)送到輸出。微控制器包含一個或多個CPU以及RAM和其他外圍設(shè)備。CPU從內(nèi)存中獲取指令并執(zhí)行結(jié)果。

（5）儲存在微處理器和微控制器中

微處理器基于馮·諾依曼架構(gòu)（也稱為馮·諾依曼模型和普林斯頓架構(gòu)），其中控制單元通過將控制信號分配給硬件來獲取指令并對其進行解碼。這個想法是將指令與指令所操作的數(shù)據(jù)一起存儲在存儲器中。另一方面，微控制器基于哈佛架構(gòu)，其中指令和程序數(shù)據(jù)分別存儲。

（6）微處理器和微控制器的應(yīng)用

微處理器是具有單個芯片的大容量存儲設(shè)備，并嵌入到多種應(yīng)用程序中，例如規(guī)范控制、交通信號燈控制、溫度控制、測試儀器、實時監(jiān)控系統(tǒng)等等。微控制器主要用于電氣和電子電路以及自動控制的設(shè)備，例如高端醫(yī)療儀器、汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)、太陽能充電器、游戲機、交通信號燈控制、工業(yè)控制設(shè)備等。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的有關(guān)微處理器和微控制器的共同特征和區(qū)別的基礎(chǔ)知識。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運算放大器和模擬開關(guān)。